Очистка отработанных дезактивирующих растворов электролитно-плазменной полировки от радионуклида Cr(III) c использованием ультрафильтрационных мембран

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты использования ультрафильтрации для очистки растворов, моделирующих жидкие радиоактивные отходы дезактивации изделий методом электролитно-плазменной обработки от радионуклидов хрома(III) (51Cr(III)). Определены основные эксплуатационные характеристики и транспортные свойства ультрафильтрационных мембран, изготовленных из гидрофилизированного полисульфона, полиэфирсульфона и регенерированной целлюлозы с различным молекулярно-массовым пределом отсечения. Установлены зависимости производительности мембран и коэффициента задержания 51Cr(III) от рН растворов и времени термостатирования.

Показано, что в интервале рН 7–8 в 8%-ном растворе (NH4)2SO4 радионуклид 51Cr(III) находится в форме полиядерных гидроксокомплексов, которые задерживаются ультрафильтрационными мембранами и осаждаются при центрифугировании. Наибольшей эффективностью обладает мембрана РЦ-10, на которой задерживается ~97% 51Cr(III) при pН 8. Увеличение времени термостатирования растворов перед мембранным разделением приводит к увеличению задержания 51Cr(III) вследствие более глубокого протекания процесса гидролиза c образованием полиядерных гидроксокомплексов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В. Торопова

Объединенный институт энергетических и ядерных исследований – Сосны Национальной академии наук Беларуси

Email: thliavitskaya@gmail.com
Белоруссия, 223063, Минский р-н, Минская обл., д. Прилесье, Луговослободской с/с, 47/22

А. М. Зарубо

Объединенный институт энергетических и ядерных исследований – Сосны Национальной академии наук Беларуси

Email: thliavitskaya@gmail.com
Белоруссия, 223063, Минский р-н, Минская обл., д. Прилесье, Луговослободской с/с, 47/22

Д. А. Казимирский

Объединенный институт энергетических и ядерных исследований – Сосны Национальной академии наук Беларуси

Email: thliavitskaya@gmail.com
Белоруссия, 223063, Минский р-н, Минская обл., д. Прилесье, Луговослободской с/с, 47/22

А. В. Радкевич

Объединенный институт энергетических и ядерных исследований – Сосны Национальной академии наук Беларуси

Email: thliavitskaya@gmail.com
Белоруссия, 223063, Минский р-н, Минская обл., д. Прилесье, Луговослободской с/с, 47/22

П. К. Нагула

Объединенный институт энергетических и ядерных исследований – Сосны Национальной академии наук Беларуси

Email: thliavitskaya@gmail.com
Белоруссия, 223063, Минский р-н, Минская обл., д. Прилесье, Луговослободской с/с, 47/22

А. В. Бильдюкевич

Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси

Email: thliavitskaya@gmail.com
Белоруссия, 220072, г. Минск, ул. Сурганова, 13

Т. А. Глевицкая

Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси

Автор, ответственный за переписку.
Email: thliavitskaya@gmail.com
Белоруссия, 220072, г. Минск, ул. Сурганова, 13

Список литературы

  1. Nagula P.R., Tretinnikov D.L., Kalenchukova O.V. // J. Int. Sci. Publications: Materials, Methods & Technologies, 2015. V. 9. P. 227–236.
  2. Каленчукова, О.В., Нагула П.К.,. Третинников Д.Л. // Весцi НАН Беларусi. Сер. физ.-техн. навук, 2016. № 3. С. 46–52.
  3. Рябчиков Б.Е. // Очистка жидких радиоактивных отходов. М.: ДеЛи принт, 2008. С. 516.
  4. Милютин В.В., Каптаков В.О., Некрасова Н.А. // Радиохимия, 2016. Т. 58. № 6. С. 552–555.
  5. Al-Rashdi B.A.M., Johnson D.J., Hilal N. // Desalination, 2013. V. 315. P. 2–17.
  6. Мясоедов Б.Ф. // Современные методы разделения и определения радиоактивных элементов: сб. трудов. М.: Наука, 1989. C. 312.
  7. Ершов Б.Г., Гелис В.М., Милютин В.В., Трусов Л., Федотов В. П., Пристинский Ю. Е. // Вопр. радиац. Безопасности, 2009. № 4. С. 28–38.
  8. Милютин В.В, Некрасова Н.А., Каптаков В.О. // Радиохимия, 2016. Т. 58, № 1. С. 30–33.
  9. Каптаков В.О., Милютин В.В., Некрасова Н.А. // Радиохимия, 2019. Т. 61, № 2. С. 152–155.
  10. Pérez-González A., Ibáñez R., Gómez P., Urtiaga A.M., Ortiz I., Irabien J.A. // J. Membr. Sci., 2015. V. 473. P. 16–27.
  11. Давыдов Ю.П., Давыдов Д.Ю. // Формы нахождения металл-ионов (радионуклидов) в растворе. Минск: Беларус. Навука, 2011. С. 301.
  12. Милютин В.В., Козлов П.В., Некрасова Н.А. // Современные методы переработки жидких радиоактивных отходов: учеб. пособие ОТИ НИЯУ МИФИ. 2-е изд. Озёрск, 2021. С. 172.
  13. Старик И.Е. // Основы радиохимии. Л.: Наука, 1969. С. 647.
  14. Baes C.F., Mesmer R.S. // The Hydrolysis of Cations. New York, London, Sydney, Toronto : John Wiley & Sons, 1976. Р. 490.
  15. Давыдов Ю.П., Вороник Н.И., Титов А.С. // Радиохимия, 2006. Т. 48. № 4. С. 327–330.
  16. Руководство к практическим занятиям по радиохимии, под ред. А.Н. Несмеянова. М.: Химия, 1968. С. 699.
  17. Schäfer A. I., Mauch R., Waite T. D., Fane A. G. // Environ. Sci. Technol, 2002. V. 36. P. 2572–2580.
  18. Tian K., Xu X., Zhu J., Cao S., Yin Z., Li F., Yang W. // Journal of Environmental Chemical Engineering, 2024. С. 114718.
  19. Gohari R.J., Lau W.J., Matsuura T., Halakoo E., Ismail A.F. // Separation and Purification Technology, 2013. V. 120. P. 59–68.
  20. Davydov D., Titov A., Torapava N. // Journal of Molecular Liquids, 2007. № 131–132. P. 168–172.
  21. Кладицкая К.Б., Заяц А.К., Кублановский В.С. // Ж. физ. Химии, 1974. Т. 48. № 12. С. 3034–3036.
  22. Mamah S.C., Goh P.S., Ismail A.F. // Particle Separation Techniques. Elsevier, 2022. Р. 117–154.
  23. Bernata X., Fortuny A., Stüber F., Bengoa C., Fabregat A., Font J. // Desalination, 2008. V. 221(1–3). P. 413–418.
  24. Parthasarathy N., Buffle J. // Water Research, 1985. V. 19(1). P. 25–36.
  25. Korus I., Bodzek M., Loska K. // Separation and Purification Technology, 1999. V. 17(2). P. 111–116.
  26. Petrov S., Nenov V. // Desalination, 2004. V. 162. P. 201–209.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимость мутности растворов от рН (а), среднего размера (б) и усредненного дзета-потенциала ζ (в) частиц хрома от рН 8%-ного раствора (раствор № 2) и раствора отработанного электролита (раствор № 4).

Скачать (50KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Задержание и осаждение радионуклида 51Cr(III): (а) – раствор 1 (8%-ный , концентрация 51Cr ~10–13 моль/дм3); (б) раствор 0,1 моль/л NaNO3. Концентрация 51Cr ≤10–6 моль/дм3.

Скачать (57KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость сорбции радионуклида 51Cr(III) на ионообменных смолах от рН раствора № 1, концентрация 51Cr(III) ~10–13 моль/дм3.

Скачать (24KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Задержание 51Cr(III) на мембранах и осаждение при центрифугировании Cr(III) в растворе: № 1 (а) и № 3 (б). Концентрация, 51Cr(III) ~10–13 моль/дм3: (а); Cr(III) – 4.3·10–4 моль/дм3 (б).

Скачать (50KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Задержание 51Cr(III) на различных мембранах (РЦ-10, РЦ-50, ПС-100, ПС-300 и ПЭС-50) и при центрифугировании в зависимости от рН раствора № 1, концентрация 51Cr(III) ~10–13 моль/дм3.

Скачать (95KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зависимость удельной производительности мембран от величины рН раствора № 1, концентрация 51Cr(III) ~10–13 моль/дм3.

Скачать (29KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Зависимость задержания 51Cr(III) на мембране РЦ-50 от величины рН растворов электролита 8%-ного при различном времени термостатирования: раствор 1, концентрация 51Cr(III) ~10–13 моль/дм3.

Скачать (21KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024